遼寧建平水泉遺址出土夏家店下層文化骨針鉆孔技術初步研究

王 闖 張星德 蔡雨晴 馬澤宇

（遼寧大學考古文博學院）

水泉遺址位于遼寧省朝陽市建平縣朱碌科鎮(zhèn)劉杖子村。20世紀70年代，遼寧省博物館和朝陽地區(qū)博物館曾聯合進行發(fā)掘。2020-2021年，遼寧大學與遼寧省文物考古研究院等單位又重新對該遺址開展考古工作。遺址包含下層、中層和上層三個不同時期的文化遺存，分別對應夏家店下層文化、夏家店上層文化和戰(zhàn)國燕文化[1]。其中，以夏家店下層文化遺存為主體，四次發(fā)掘出土骨針數量多達近百件。

骨針在舊石器時代晚期開始出現，在新石器時代和青銅時代是一種比較常見的實用工具，主要用于縫紉。水泉遺址出土的骨針主要發(fā)現于灰坑、房址、地層及墓葬填土中，大部分針體已殘斷，少數保存較完整。它們質料相近、形制相似、工藝相仿，針體本身的制作并不復雜，唯針孔部分體現出青銅時代高超的手工藝水平，規(guī)整的孔形和以千分之毫米計的孔徑，一直以來頗令人感到驚訝和匪夷所思。我們從2020和2021年的出土遺物中挑選了幾件典型的骨針制品，利用視頻顯微鏡對針孔做了細致觀察和測量，同時結合實驗考古進行比對分析，力求揭示其制作過程和鉆孔方式。

一、出土骨針的特點

水泉遺址出土骨針均采用動物長骨制成，出土時呈淺黃褐色，針體形似牙簽狀，一端扁平有孔，一端尖銳出鋒，可分為大、小兩種，大者長8、9厘米，小者在3、4厘米左右。數量上，以小者為主，大約占2/3左右。多數骨針并非筆直，而是稍有彎曲，截面為略帶圓角的多邊形，如圖一。

圖一 水泉遺址出土骨針標本

標本1

出自M4填土之中，全長34毫米，針體較短，針身最大徑1.5毫米，針尾扁平有兩個鉆孔。頂緣存有半個殘孔，位置稍偏，為兩面對鉆而成，截面略呈外大內小的亞腰狀。孔旁邊可見兩個小圓淺坑，可能是鉆孔時鉆具滑動跳鉆所致。該孔內側有一完整圓孔，孔徑0.723毫米，略外大內小，外緣棱線明顯，孔內有螺旋痕，稍顯磨圓，如圖二，1。

標本2

出土于H57堆積，全長44毫米，針身最大徑1.4毫米，扁平端見一殘孔，孔徑0.882毫米，截面呈外大內小的亞腰狀，兩側針體連接處茬口粗糙，孔緣棱線分明未見磨圓，說明該骨針可能在鉆孔過程中針體發(fā)生斷裂，如圖二，2。

標本3

出土于H71堆積，針體鋒端缺失，殘長84毫米，針身最大徑3.0毫米，扁平端鉆有一孔，直徑約1.610毫米。孔內中段對接較好，僅稍顯傾斜錯位，但外緣不圓，一面略呈橢圓形，另一面沿兩個方向作斜坡狀外展，說明鉆孔初期鉆桿軸心不穩(wěn)。該骨針使用時間較長，孔壁及孔緣均有明顯磨圓，如圖二，3、4、5。

標本4

出土于H53堆積，全長89毫米，針身最大徑3.0毫米，扁平端見有一大一小兩孔。大者在內側，直徑約0.870毫米；小者靠外側，約為0.778毫米。兩孔平面均略呈橢圓形，截面稍顯亞腰形，孔內殘留有螺旋痕跡。小孔外緣粗糙、棱線清晰，大孔則較光滑、磨圓明顯，說明大孔穿線使用的頻率較高，如圖二，6、7。

圖二 出土骨針的微觀特征

仔細觀察并綜合分析，水泉遺址出土骨針主要有以下特點。

1.均為手工制作，針體本身帶有一定原始的樸拙與粗獷感。肉眼看去較光滑，但顯微鏡下仍可見明顯的刮磨痕，如圖二，8。

2.針尾部分扁平，均有鉆孔且孔徑較小，一般多在0.7~0.9毫米之間，個別大者超過1毫米。

3.針孔平面形狀不為正圓，而是稍有外展的不規(guī)則橢圓。截面略呈亞腰形，外緣常有細小崩損，但棱線較分明。根據孔形判斷，鉆具應為桯鉆，而非管鉆，且兩面對鉆時定位比較準確，幾乎不見大的錯位臺痕。孔內殘留有螺旋痕跡，孔壁及孔緣都有一定程度的使用磨圓。

4.若初始定位不牢固，鉆頭在針體表面滑出，就會出現跳鉆現象而留下小圓坑。待近于鉆透時，若一不留神用力過猛，往往會在孔緣薄弱處發(fā)生斷裂，導致鉆孔失敗而出現殘孔。

5.長期的地下埋藏，針體局部會出現“土銹斑”、土蝕“蟲洞”和細小的橫向裂紋，如圖二，8、9。

二、實驗制作骨針的特點

我們采用牛的肢骨作為制作骨針的骨料，事先已經切割成100毫米的長條狀，截面為正方形，邊長3毫米，如圖三，1。針體主要使用刮（削）、磨兩種方法加工而成，以刮（削）為主。刮（削）是利用打下來的黑曜石或瑪瑙石片去除多余部分的骨料，使針體輪廓盡快成形以達到所需要的粗細程度，如圖三，2；磨是利用礪石來調整針體形狀，并使其表面看起來更加圓滑和筆直，如圖三，3。另外，磨的方法也用來加工針尖和針尾，分別使其尖銳和扁平，如圖三，4。小尺寸的骨針只需將半成品骨料折斷，然后再進一步刮磨到粗細合適即可。

針孔的制作是本文關注的重點，設計鉆孔實驗主要基于兩點考慮：

其一是可行性，即不同材質的鉆具和鉆孔方式能否鉆出如同文物標本一樣的孔徑。

其二為必然性，即在孔徑合適的前提下，哪種材質的鉆具和鉆孔方式能夠鉆出與文物標本相一致的孔形。

為此，我們進行了三組實驗。

實驗一

石質鉆具，手執(zhí)雙向擰鉆。將黑曜石或瑪瑙石片一端打制或壓制成尖銳的三角形，手執(zhí)石片抵在骨針針尾的扁平面上，然后左右擰動進行鉆孔，如圖三，5、6。為獲得較小的孔徑，需要將石片尖端盡可能加工得窄薄，因此鉆孔時也極易發(fā)生崩壞，須經反復修理后，才能完成實驗。待鉆至一半厚度，翻面對準位置重復原步驟直至鉆透，整個過程需要4~5分鐘，甚至更長。

實驗二

金剛砂鉆具，電動單向旋轉。使用鑲嵌金剛砂的金屬雕刻針，為圓頭釘狀尖針，將其安置在多功能玉石臺磨機的抓手鉗上。由于電動機的轉速普遍較快，鉆孔時極容易使骨針崩斷，因此我們選擇先鉆孔后成形的方式進行實驗，如圖三，7。先用清水打濕鉆頭及骨料，然后手持骨料慢慢靠近旋轉中的鉆頭，起初轉速不宜過大，否則容易跳鉆，待骨料表面稍微出現凹坑后提高轉速。鉆孔耗時與電動機轉速息息相關，轉速越高，出孔越快。3毫米厚的骨料，雙面對鉆大約耗時1~2分鐘。

實驗三

金屬鉆具，手搓雙向旋轉。利用鐵鉗截取一段長約10毫米、直徑0.7毫米的細鐵絲，一端嵌入竹或木質的鉆桿中并捆綁牢固，另一端磨成扁平的舌狀[2]，如圖三，8、9。將鉆頭尖端抵在針尾扁平端，雙手來回搓動鉆桿進行鉆孔，如圖三，10。雙手的搓動速度要適中，過快則容易跳鉆，應盡量保持鉆桿垂直，旋轉軸傾斜角過大會產生斜孔或使孔口不圓。一般在1分鐘以內完成對鉆，慢的1~2分鐘結束。

圖四 實驗制作骨針的微觀特征

三組實驗共獲得骨針樣本5件，如表一，成品效果如圖三，11、12。實驗結果表明，無論是石質鉆具、金剛砂鉆具，還是普通金屬絲鉆具都能實現獲取小孔徑的目的，且均在文物標本可容許的范圍內。樣本1為石質鉆具、手執(zhí)鉆孔，針孔平面不圓，截面呈明顯的外大內小的亞腰狀，孔緣粗糙。樣本2為金剛砂鉆具、電動機鉆孔，針孔平面為正圓形，兩面基本直通，孔緣棱線清晰，孔內見螺旋痕。樣本3、4、5為金屬鉆具、手搓鉆孔，針孔平面接近圓形，有的局部孔沿外展，兩面對鉆稍有錯位，截面略呈亞腰狀，孔緣棱線較清晰，孔壁亦見螺旋痕。5件樣本由于未經穿線使用，均沒有磨圓。

表一 實驗制作骨針統計表

三、結論與認識

鉆具材質和鉆孔方式的不同反映的只是表象問題，孔形的變化在本質上主要取決于兩個因素，即旋轉中鉆頭截面的形狀和旋轉軸的狀態(tài)。前者決定鉆孔的剖面形態(tài)；后者影響鉆孔的平面形狀，如圖五。在旋轉軸垂直的前提下，方頭鉆具單面鉆孔形成直孔，尖頭鉆具形成直壁喇叭孔，而圓頭鉆具形成弧壁喇叭孔。無關鉆頭截面形狀，當旋轉軸垂直被加工對象時得到的都是圓形孔，若旋轉軸傾斜產生軸傾角，抑或不均勻擺動，那么鉆孔平面呈現不規(guī)則的橢圓形。

圖五 影響鉆孔孔形的兩種因素

在實驗一中，由于石材強度并不支持無限地縮小鉆頭直徑，為獲得較小的孔徑只能將其制成尖頭并盡可能把夾角控制在最小程度，即便如此，石質鉆具所呈現的鉆孔剖面依然是非常明顯的外大內小的亞腰狀。此外，手執(zhí)鉆具左右擰動可視為以手臂為軸的旋轉運動，但并非360°均勻旋轉，而是不自覺地往某個方向上集中用力，其軸心也時常發(fā)生傾斜或擺動，因此鉆孔平面多不為圓形。實驗二中金屬雕刻針亦屬于尖頭鉆具，但夾角較小，表面粘嵌著棱線發(fā)育的微小金剛砂，使用時固定在臺磨機的旋轉軸上，穩(wěn)定性強，可以形成接近正圓的直孔。實驗三中的金屬絲經打磨后呈圓頭狀，手搓鉆桿會產生輕微的軸傾角，形成的鉆孔在形態(tài)上介于實驗一和實驗二之間。

比較可知，水泉遺址出土骨針在孔形上與樣本1差別較大，比之樣本2又稍欠規(guī)整，而與樣本3、4、5比較接近。由此，我們得出以下結論。

1.水泉遺址骨針制作使用了金屬鉆具。雖然這種鉆具的實物尚未被發(fā)現，但通過實驗可以推斷其可能為一段扁平圓頭且短小的金屬絲。

2.當時采用的骨針鉆孔技術一定是便捷、快速、高效的。

結合考古背景，我們認為以水泉遺址為代表的青銅時代應普遍具備使用金屬鉆具的可能性。其一，這時期人們已經掌握了青銅冶煉和鑄造技術，能夠制作較大、較復雜的青銅容器和兵器。在北方的夏家店下層文化中就發(fā)現有耳環(huán)、指環(huán)、杖首、冒、鐓、斧柄、鏃、削、刀、戈等青銅制品，尤其是銅指環(huán)和銅耳環(huán)的存在，說明先民們有能力鍛造出1~2毫米直徑的青銅絲[3]，進而也就有能力將其加工成青銅鉆具。在實驗三中，我們使用的是純鐵絲鉆頭，鐵絲的硬度低于青銅，因此青銅絲也一定能進行鉆孔。其二，雖然在唐山古冶遺址發(fā)現過1件青銅針[4]，但青銅針畢竟不是普通消費品，不僅青銅原料異常珍貴，青銅鑄造技術也不是普通人能掌握的。相反，骨針被大量使用和普遍發(fā)現[5]，僅水泉遺址就出土有上百件之多。這說明青銅時代骨針的制作和生產應該是有一定規(guī)模的，且加工容易，耗時短，技術成熟，鉆孔難度低，可以滿足普通階層人們日常使用和更換的需要。

尋找青銅時代的金屬鉆具是需要特定條件的。我們知道，古代先民生產生活的物質總體，經過長期自然或人為的毀壞后大多已消失殆盡，保存下來的只是一部分遺存，而這其中能被我們發(fā)現和獲得的又是一小部分，因此考古發(fā)現是帶有一定偶然性的。普通居址或灰坑一般只能見到成品骨器或使用殘段，青銅時代的骨器加工往往集中在某個特定的地點，如制骨作坊，像金屬鉆具一類的制骨工具也只會出現在這樣的場所之中，然而作坊類遺址本身發(fā)現的就很少。此外，在考古過程中人們更傾向于關注肉眼可見的器物或殘片，而對形體較小的物體容易忽視或遺漏，特別是一段短小的金屬細絲，若不對每寸土壤進行詳細篩查，幾乎不可能發(fā)現。為此，文章最后我們建議對青銅時代的制骨作坊進行更加細致的清理，對可能是鉆具的工具進行深入考究和重新確認，這樣勢必會對解決一些關鍵的歷史問題大有裨益。

[1]遼寧省博物館、朝陽市博物館：《建平水泉遺址發(fā)掘簡報》，《遼海文物學刊》1986年第2期。

[2]注意這里不能是圓錐狀，因為圓錐狀鉆頭在旋轉過程中沒有能夠吃力的棱線，無法完成鉆孔。

[3]王永樂、梅建軍、李延祥等：《夏家店下層文化銅器成分及工藝研究》，《草原文物》2018年第2期。

[4]河北省文物研究所：《唐山市古冶商代遺址》，《考古》1984年第9期。

[5]朱生輝、劉菀：《中國古代骨針產品分類研究》，《文物鑒定與鑒賞》2016年第7期。